钢筋笼吊装计算书

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当X=6.757时,∣MI(X)max∣=15.981t〃m(上部受压); 当9≤X<16时,

MI(X)=Ta〃X〃sin45o + Ta〃(X-9)〃sin45o-1/2〃ω1〃X2 =-0.350 X2 + 9.460 X - 42.570

当X=13.514时,∣MI(X)max∣=21.353t〃m(上部受压); 当16≤X<22时,

MI(X)=Ta〃X〃sin45o + Ta〃(X-9)〃sin45o + Tb〃(X-16)〃sin45o -1/2〃ω1〃X2 =-0.350 X2 + 11.153 X – 69.658 当X=15.933时,M I(X)取极大值;

当X=16.000时, MI(X)=19.189 t〃m(上部受压); 当X=22.000时, MI(X)=6.308 t〃m(上部受压); 当22≤X<28时,

MI(X)=TaXsin45o+Ta (X-9) sin45o+Tb (X-16) sin45o +2Tb(X-22)sin63.43o-1/2ω1X2 =-0.350 X2 + 15.436 X – 163.879

当X=22.051时,MI(X)=6.314 t〃m(上部受压); 当X=28.000时,MI(X)=-6.071 t〃m(下部受压); 当28≤X<30时,

MI(X)=TaXsin45o+Ta (X-9) sin45o+Tb (X-16) sin45o +2Tb(X-22)sin63.43o+2 Tb(X-28)-1/2ω

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当34≤X<40时,

MI(X)=Ta〃X〃sin45o+Ta〃(X-9)〃sin45o+Tb〃(X-16)〃sin45o +2Tb〃(X-22)〃sin63.43o+2 Tb〃(X-28)+2Tb〃(X-34)〃sin63.43o -ω1〃30(X-30/2) -1/2〃ω2〃(X-30)2

=-0.170 X2 + 13.707 X – 281.571 当X=40.314时,MI(X)取极大值;

故当X=34.000时,MI(X)=-12.053 t〃m(下部受压); (该结果与31≤X<34时得出的最大值12.061近似相等) 当40≤X≤45.5时,

MI(X)=Ta〃X〃sin45o+Ta〃(X-9)〃sin45o+Tb〃(X-16)〃sin45o +2Tb〃(X-22)〃sin63.43o+2 Tb〃(X-28)+2Tb〃(X-34)〃sin63.43o + Tb〃(X-40)〃sin45o-ω1〃30(X-30/2)-1/2〃ω2〃(X-30)2

=TA〃(X-9/2)+TB〃(X-28)-ω1〃30(X-30/2)-1/2〃ω2〃(X-30)2 =-0.170 X2 + 15.458 X – 349.29

当X=45.465≈45.5时, MI(X)取极大值;

故当X=40.000时,MI(X)=-2.970 t〃m(下部受压)。

综上所得,当X=13.514时,∣MI(X)max∣=21.353 t〃m(上部受压) 当X=34.000时,∣MI(X)max∣=12.061 t〃m(下部受压)

按设计,钢筋笼主筋均采用Ф32尺寸;两排主筋中心间距为850㎜计,水平筋间距为300㎜,故相邻接点间主筋长度取300㎜。

X2

=-0.350 X2 + 20.224 X – 297.957

当X=28.891时,MI(X)=-5.807 t〃m(下部受压); 故当X=30.000时,MI(X)=-6.237 t〃m(下部受压); 当30≤X<34时,

MI(X)= TaXsin45o+Ta (X-9) sin45o+Tb (X-16) sin45o +2Tb (X-22)sin63.43o+2 Tb (X-28)ω

保守计算,假设吊装时钢筋笼内产生力矩均由主筋承受,即主筋承受最大内力为 上部:N开挖=21.353/0.85=25.121t=246.188 kN 下部:N迎土=12.061/0.85=14.189t=139.056 kN 根据细长杆件受压稳定公式Pcr??2????l?2得:

(E取2.06×105MPa,I=?d4/64=3.14×324/64=51446mm4,) 当钢筋直径为32㎜时,Pcr=2616.235 kN (仅按铰接)。 Pcr远大于N,故主筋受压稳定性满足要求。 (4)标准幅桁架筋内力及稳定性验算

现将主筋与桁架筋相接的节点依次编号,见《钢筋笼起吊计算结构简化图》,假设钢筋笼自重

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30(X-30/2) -1/2ω2 (X-30)2

=-0.170 X + 9.424 X – 135.957 当X=27.718时,MI(X)取极大值;

故当X=34.000时,MI(X)=-12.061 t〃m(下部受压);

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产生的力集中作用于各个节点上,则根据线密度的不同有:

当0≤X<30时,ti=0.635(t) (i=35,37,41…95),t97=0.635/2=0.318(t);

当30≤X≤45.5t1=0.308/2=0.154(t)。

为简化计算,现将由主筋与桁架筋共同构成的吊装体系看成一桁架结构体系,各个节点之间采用铰接相连的方式。下面将逐一计算各杆件的内力,当杆件受压时内力为负值,受拉时内力为正值。

当i=1时,ti=0.154,根据力的平衡有,

a1=-t1/sin60, b1=-a1*cos60, c1=-a1, d1=-c1*cos60 +a1*cos60 即a1=-0.133,b1=0.067,c1=0.133,d1=-0.133

当i为大于1小于97的奇数且杆件仅受自重作用时,有 ai=-(ti+ci-2*sin60o)/sin60o =-ti/sin60o-ci-2, bi=bi-2+ci-2*cos60-ai*cos60 =bi-2+(ci-2-ai)/2, ci=-ai,

di=di-2+ai*cos60o-ci*cos60o =di-2+ai

当i为大于1小于97的奇数且节点除受杆件自重作用还受钢索作用时,内力计算公式与仅受自重作用时相似,但节点上应考虑附加的作用力。具体方法为:将外力沿轴向和法向分解,再根据力矩平衡,把由法向分力引起的作用于杆件两端节点的附加力求出,再进行杆件内力计算。(如钢索作用点靠近节点,则直接将钢索作用力计入节点平衡条件,并计算出各杆件内力。)

现将计算结果列表如下:

节点 编号 (i) 1 3 5 7 9 11 自重 荷载 0.154 0.308 0.308 0.308 0.308 0.308 附加荷载 (t) 节点i-i+1 间杆件内力 ai(t) -0.133 -0.489 -0.844 -1.200 -1.556 -1.911 节点i-i+2 间杆件内力 bi(t) 外力作用后附加力t' 节点i+1-i+2间杆件内力ci(t) 0.133 0.489 0.844 1.200 1.556 1.911 节点i+1-i+3间杆件内力di(t) -0.133 -0.622 -1.466 -2.666 -4.221 -6.133 o

o

o

o

o

o

13 桁架筋桁架筋桁架筋 Tb=2.289, α=135° a13=(Tb〃sin45°-t13-c11〃sin60°)/sin60° b13=b11+c11〃cos60°-a13〃cos60°-Tb〃cos45° -0.398 -0.754 -1.109 -1.465 -1.821 -2.176 4.714 5.289 6.221 7.508 9.150 11.149 0.398 0.754 1.109 1.465 1.821 2.176 -6.531 -7.284 -8.393 -9.858 -11.679 -13.855 0.308 0.308 0.308 0.308 0.308 0.308 2Tb=4.577, α=116.57° 15 17 19 时,ti=0.308(t) (i=3,5,7,…33),

桁架计算结构单元21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 a25=(2Tb〃sin63.43°-t25-c23〃sin60°)/sin60° b25=b23+c23〃cos60°-a25〃cos60°-2Tb〃cos63.43° 2.195 1.840 1.484 1.128 0.773 0.039 1.949 9.092 7.075 5.413 4.107 3.157 2.751 1.756 2.394 -2.195 -1.840 -1.484 -1.128 -0.773 -0.039 -1.949 -11.660 -9.820 -8.336 -7.208 -6.436 -6.396 -4.447 0.308 0.308 0.308 0.308 0.308 0.635 0.635 2Tb=4.577, α=90° a37=(Tb-t37-c35〃sin60°)/sin60° a39=(Tb-t39-c37〃sin60°)/sin60° 3.859 3.126 2.393 1.659 0.926 0.193 -1.148 -4.640 -7.399 -9.425 -10.718 -11.278 2.394 -3.859 -3.126 -2.393 -1.659 -0.926 -0.193 -0.588 2.538 4.930 6.590 7.516 7.709 0.635 0.635 0.635 0.635 0.635 0.635 2Tb=4.577, α=63.43° a51=(2Tb〃sin63.43°-t51-c49〃sin60°)/sin60° b51=b49+c49〃cos60°-a51〃cos60°+2Tb〃cos63.43° 4.187 3.453 2.720 1.987 1.254 0.520 -11.420 -15.240 -18.327 -20.680 -22.301 -23.188 -4.187 -3.453 -2.720 -1.987 -1.254 -0.520 11.895 15.349 18.069 20.056 21.309 21.830 0.635 0.635 0.635 0.635 0.635 0.635 Tb=2.289, α=45° 0.067 0.378 1.044 2.066 3.444 5.178 a63=(Tb〃sin45°-t63-c61〃sin60°)/sin60° b63=b61+c61〃cos60°-a63〃cos60°+Tb〃cos45° 1.656 -22.658 -1.656 23.486 6

0.635 上海市轨道交通10号线(M1线)一期工程豫园站施工组织设计

65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 0.635 0.635 0.635 0.635 0.635 0.635 0.635 Ta=6.395, α=135° 0.923 0.190 -0.544 -1.277 -2.010 -2.743 -3.476 -23.947 -24.503 -24.326 -23.416 -21.773 -19.396 -16.287 -0.923 -0.190 0.544 1.277 2.010 2.743 3.476 24.409 24.599 24.055 22.778 20.768 18.025 14.549 性半径远大于相同情形下标准幅的,因而其抗弯刚度远大于标准幅钢筋笼。

因而,该类钢筋笼的桁架筋可和标准幅一样,采用Ф20尺寸,但同时应注意对吊装顶部适当加固。

a79=(Ta〃sin45°-t79-c77〃sin60°)/sin60° b79=b77+c77〃cos60°-a79〃cos60°-Ta〃cos45° 1.012 0.279 -0.455 -1.188 -1.921 -2.654 -3.388 -4.121 -4.654 -19.576 -20.221 -20.133 -19.312 -17.757 -15.470 -12.449 -8.694 -4.307 -1.012 -0.279 0.455 1.188 1.921 2.654 3.388 4.121 4.654 15.561 15.839 15.384 14.197 12.275 9.621 6.233 2.113 0.000 0.635 0.635 0.635 0.635 0.635 0.635 0.635 0.635 0.635 0.333 小于6.395, α=45° 通过上述计算可知,桁架筋所承受的最大压力值为4.654t,约为45.609kN。

实际施工中,桁架筋与主筋间连接采用电焊焊接,故可近似看成两者固接,各节点可承受部分力矩;再由于吊点采用“几”型钢筋焊接于上、下主筋,直接作用于上主筋(开挖面一侧主筋)的力应小于理论计算得出的Ta、Tb值。 因而实际桁架筋所承受的最大压力值小于45.609kN。

当采用Ф18桁架筋时,其受压稳定临界值为Pcr=46.73 kN (μ=0.5) 当采用Ф20桁架筋时,其受压稳定临界值为Pcr=67.45 kN (μ=0.5)

由上可知,当安全系数取1.5时,桁架筋采用Ф20尺寸是可行的。但吊装时应注意对顶部适当加固。

(5)拐角幅钢筋笼分析

虽然拐角幅钢筋笼最重达54.5t,但由于该类钢筋笼两翼呈直角相连,钢筋笼自重及钢索产生的作用力的方向与吊装桁架体系交角呈45度,且桁架体系中外力、重力与杆件内力为线性关系,故桁架筋所受内力应约为同样重量下标准幅钢筋笼桁架筋所受内力的0.71倍。拐角幅钢筋笼的惯

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